摘要：汽轮机油乳化将严重威胁机组安全经济运行，本文在分析汽轮机油乳化原因的基础上，结合2#汽轮发电机组的运行实践，提出了防治措施。
关键词：汽轮机油；乳化；危害；处理措施
一、前 言
2#汽轮发电机组油系统是用来向汽轮发电机组各轴承提供足够的、高质量的润滑油和向调节系统提供压力油。因此，汽轮机油质是影响汽轮机安全运行的一个重要指标。如果机组在维护运行中，油质发生乳化现象将会造成油系统腐蚀，机组部件发生锈蚀。同时，汽轮机油也将失去润滑、散热和调速的作用，这将严重影响了机组安全运行。目前，2#汽轮发电机组，轴封系统泄漏较大，对油质乳化产成积极的促进作用，在此，本文对油质发生乳化的危害、原因及处理措施进行分析讨论：
二、汽轮机油乳化的危害
汽轮机油系统的主要作用是向汽轮机发电机轴承提供润滑油和调节保安系统的压力油。因此，汽轮机油质量的优劣直接影响着汽轮机的安全可靠性。故汽轮机油乳化给机组带来的危害是很大的，危害主要表现在以下几个方面：
（1）机组的油发生乳化现象，产生的乳化液在轴承等处析出水份时，将破坏油膜。一种液体只有同时具备适当的粘附性和粘度，才能作为润滑油，且润滑油对于磨擦表面的附着力还必须大于润滑油本身分子间的磨擦力。这样，两个磨擦表面在相互滑动时，每一表面上都带动着一个附着油膜，形成两个磨擦表面之间的液体磨擦，转子在高速转动时，轴颈与轴瓦底部形成压力很高的油膜，支承转子重量在轴瓦中滑动。若油质乳化，就会造成润滑油的粘附性不好，使油对磨擦面的附着力不够，从而油膜受到破坏，转子轴颈就可能和轴承的轴瓦发生干磨擦，使轴瓦烧损，机组振动加剧，甚至毁机。
（2）润滑油需要带走的热量主要来自转子轴颈与轴承滑动磨擦所产生的热量，高温蒸汽通过汽轮机转子上的动叶片等部件传导到轴颈上的热量，以及发电机因转子电流过大发热和磁铁发热经发电机转子传递到轴颈处的热量。如果汽轮机油乳化，其乳化液沉积于油循环系统中，妨碍油的顺畅流动，使供油不足，影响散热，轴承与轴颈处温度不能控制在规定值内，易引起轴承烧瓦事故。
（3）抗乳化度是汽轮机的重要指标，一般抗乳化度≤8 min。若汽轮机油乳化，将加速汽轮机油的氧化，使酸值升高，产生较多的氧化沉淀物，从而延长了汽轮机的抗乳化时间，亦即恶化了油的抗乳化性能。此外，油被乳化后，易引起油品老化。老化后产生的环烷酸皂、胶质等物质均属于乳化剂，从容加速油品乳化。
（4）汽轮机油乳化，将使调节、保安系统中的滑阀等部件锈蚀，造成卡涩，降低了动作的灵敏度，严重时，还会引起调节、保安装置拒动。从而导致机组超速事故的发生。此外，机油的乳化液有腐蚀金属作用。
三、汽轮机油乳化原因的分析
汽轮机油乳化一般有3个原因：水份、乳化剂和高速搅拌。其中，水分的存在和激烈搅拌是产生乳化的主要原因。
（1）汽轮机组运行中，由于机组的轴封不严、汽封漏汽、润滑油质量差、轴承箱及油箱排气不畅通等诸多因素，是导致汽轮机油系统中进水的主要原因。同时，机组的安装、运行等环节没有达到设备清洁度要求，存在污物、杂质等也将影响汽轮机油的质量。此外，冷油器泄漏以及油箱、轴承箱上的排油烟机及排气管不能及时排出存留在箱内的湿气，也是油中存水的一个因素。
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（2）油中溶有空气，特别是在高温下，会加速油的氧化变质。汽轮机运行中，因其油品气化变质而产生的环烷酸皂、胶体等物质都是乳化剂，使油更容易乳化。
（3）汽轮机油的乳化，与油品中的添加剂性能亦有关 系。汽轮机油添加剂（如抗氧化剂和防锈剂），大都是具有一定表面活性的化合物或混合物。这些物质的分子结构中，一端是具有亲油性的非极性基团，另一端是具有一定表面活性的亲水性极性基团。虽然它们都溶解于油而不溶解于水，但在一定转速下极性基团对水就具有一定的亲合能力，增强了油水分离的难度，促进油质乳化。
（4）激烈搅拌。当汽轮机高速旋转时，油和水充分搅拌呈乳浊液时，这些亲水的极性基团有了与水充分亲合的机会。当亲合力很大时，就会与水牢牢地结合在一起。又由于亲油性的非极性基团能溶于油中，从而通过这种物质的作用使水和油结合起来。因此，这时水就不能与油分离，即产生乳化现象。如果亲合力很弱，水与油就能分离。因而要求汽轮机油所加入的添加剂要保证并提高其质量，提高其抗乳化性能，降低或除去添加剂中亲水性能较强的成分，达到或高于汽轮机油标准规定的抗乳化性能指标。
四、防治汽轮机油乳化的措施
（1）防止油系统进水，预防和消除汽轮机油系统进水，是防止汽轮机油乳化的重要措施。为此，首先要确保汽轮机转子汽封装置的设计和制造质量，即汽封装置结构设计合理、零部件加工符合工艺标准、材质满足高温运行要求。其次是在机组安装过程中，应严格按质量标准组装汽封，在保证汽封片不与大轴磨擦的前提下，尽量调小汽封间隙，并且在运行中具有自动调整间隙的性能；机组大修中，如发现汽封片缺损、断裂、倒伏，以及失去自动调整间隙性能等缺陷，应予修整或更换。三是对于已运行机组，确证汽封结构设计不合理而造成汽封漏汽量大时，可在端部汽封的外露轴段上加装阻汽环，以阻隔汽封漏汽窜入轴承箱内。四是加强设备运行中的监视和调整，如供给汽轮机端部汽封装置的蒸汽压力要适当，并符合规程要求，冷油器油侧的油压，必须大于水侧的水压，防止因其管束破损使水进入油系统中。
（2）排除油中水分，在汽轮机运行时，应及时切除油箱低部沉积的水及其他杂质，此外，安装在油箱上的排油烟机应与汽轮机同时运行，并连续不断的抽走油中气体和水蒸汽，使其不能在油箱内凝结；同时，汽轮机组齿轮箱上的通气孔（排气管）应畅通，避免轴承内产生负压而吸入蒸汽、湿气或凝结水珠。
（3）保证汽轮机油质量，对于购进的汽轮机油，其质量应符合GB2537或GB11120-89标准，并应具备良好的粘附性、氧化安定性、防锈性、抗起泡沫性、空气释放性，以及抗乳性能及酸值指标。对于运行中的汽轮机油，除定期进行全面的检测外，平时亦应注意有关项目的监督和取样检测，发现问题及时处理。
（4）油中添加抗乳化剂，为延长油的使用寿命和提高油的抗乳化性能，可根据运行中汽轮机油的油质情况，向油中添加抗乳化剂，以破坏油水界面上的乳化膜，将水释放出，达到除水目的。这里需要强调的是，所加入的添加剂应符合质量标准，尽可能降低或除去添加剂中亲水性能较强的成份，达到或高于汽轮机油标准所规定的抗乳化性能指标。
五、结束语
防治汽轮机油乳化，对延长油的使用寿命和保证机组安全运行起着重要作用。为此，需从油系统设计、制造、安装、运行维护、油品质量监督管理等环节相互配合、严加控制。具体从设计上采取措施，防止空气水分进入油系统；在运行维护上减少漏汽、漏水、降低油温，及时排除油箱中的积水和湿气；在检修中做好加油和油系统清扫工作；在日常的管理上，定期对油品进行分析，发现问题及时处理解决，从而确保汽轮机组的安全稳定运行。
参考文献：
[1]汽轮机设备运行技术
[2]杭州汽轮机厂EHNK/40/56/20/使用说明书
论文作者:张家滨,程远轮,宋育强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/25
标签：汽轮论文; 机油论文; 机组论文; 汽轮机论文; 轴颈论文; 转子论文; 轴承论文; 《电力设备》2019年第15期论文;